[发明专利]一种汽车发电机转子爪极优化设计方法

权利要求书

1.一种汽车发电机转子爪极优化设计方法，其特征是：令所述转子爪极的N极磁极的极尖宽度为b₁且极根宽度为b₂；令所述转子爪极的S极磁极的极尖宽度为b₃且极根宽度为b₄；令所述汽车发电机的电机效率的初始值为η₀，令所述汽车发电机的齿槽转矩的初始值为T_cog0；以所述电机效率和所述齿槽转矩为待优化参数，通过调整b₁、b₂、b₃和b₄，得到电机效率的优化值η和齿槽转矩的优化值T_cog，确定使电机效率的优化值η和齿槽转矩的优化值T_cog满足条件：η>η₀且T_cog<T_cog0的b₁、b₂、b₃和b₄的最优取值范围，在所述最优取值范围内调整转子爪极的N极磁极的极尖宽度和极根宽度，以及转子爪极的S极磁极的极尖宽度和极根宽度。

2.根据权利要求1所述的汽车发电机转子爪极优化设计方法，其特征是：所述b₁、b₂、b₃和b₄的最优取值范围按如下步骤计算获得：

a、设置b₁>b₃、b₂>b₄且b₁+b₄=b₂+b₃，或者设置b₃>b₁、b₄>b₂且b₁+b₄=b₂+b₃；

b、通过电机建模仿真软件建模仿真，调整b₁、b₂、b₃和b₄，使齿槽转矩的优化值T_cog在（0.95T_cog0，1.05T_cog0）范围内变化，且电机效率的优化值η在（0.99η₀，1.01η₀）范围内变化，得到b₁、b₂、b₃和b₄的取值范围：b₁∈(b_1n,b_1m)、b₂∈(b_2n,b_2m)、b₃∈(b_3n,b_3m)和b₄∈(b_4n,b_4m)；

c、在b₁∈(b_1n,b_1m)、b₂∈(b_2n,b_2m)、b₃∈(b_3n,b_3m)和b₄∈(b_4n,b_4m)的范围内调整b₁、b₂、b₃、b₄，使得T_cog<T_cog0且气隙磁通满足其中φ₁为b₁、b₂、b₃和b₄调整前的初始气隙磁通，φ₂为b₁、b₂、b₃和b₄调整后的优化气隙磁通，令调整后b₁、b₂、b₃和b₄分别为b₁′、b₂′、b₃′和b₄′，得到b₁′、b₂′、b₃′和b₄′的取值范围：b₁′∈(b_1n′,b_1m′)、b₂′∈(b_2n′,b_2m′)、b₃′∈(b_3n′,b_3m′)和b₄′∈(b_4n′,b_4m′)；

d、在b₁∈(b_1n,b_1m)、b₂∈(b_2n,b_2m)、b₃∈(b_3n,b_3m)和b₄∈(b_4n,b_4m)的范围内调整b₁、b₂、b₃和b₄，使得η>η₀,，令调整后b₁、b₂、b₃和b₄分别为b₁′′、b₂′′、b₃′′和b₄′′，得到b₁′′、b₂′′、b₃′′、b₄′′的取值范围：b₁′′∈(b_1n′′,b_1m′′)、b₂′′∈(b_2n′′,b_2m′′)、b₃′′∈(b_3n′′,b_3m′′)和b₄′′∈(b_4n′′,b_4m′′)；

e、令b₁′′′、b₂′′′、b₃′′′和b₄′′′为b₁、b₂、b₃和b₄的最优值，得到b₁′′′、b₂′′′、b₃′′′和b₄′′′的取值范围为：b′′′₁∈(b′_1n,b′_1m)∩(b″_1n,b″_1m)、b′′′₂∈(b′_2n,b′_2m)∩(b″_2n,b″_2m)、b′′′₃∈(b′_3n,b′_3m)∩(b″_3n,b″_3m)和b′′′₄∈(b′_4n,b′_4m)∩(b_4n,b_4m)；

所述b₁′′′、b₂′′′、b₃′′′和b₄′′′的取值范围即为使优化电机效率η和优化齿槽转矩T_cog满足条件：η>η₀且T_cog<T_cog0的b₁、b₂、b₃和b₄的最优取值范围；

f、若b₁′′′、b₂′′′、b₃′′′、b₄′′′都为空集，则将步骤b调整为T_cog在(（0.95-0.01m）T_cog0，(1.05+0.01m）T_cog0)范围内变化，且效率η在((0.99-0.01n)η₀，(1.01+0.01n)η₀)范围内变化，其中m=1，2，3，…，10；n=1，2，3；m、n任意组合。